¿Qué tiene que ver E=mc2E=mc2E = mc^2 con las centrales nucleares?

En la vida, cuando hablas de energía nuclear, siempre hay un tipo que dice la famosa ecuación de Einstein. " Sí, simplemente convierten la masa en energía, mi = metro C 2 ¿tu sabes? "

Cuando pienso en eso, todo lo que aprendí sobre la energía nuclear se asemeja a arreglos de dominó. Tocas un bloque y se cae. En su camino, golpea otras fichas de dominó y al caer libera energía (ondas sonoras).
Exactamente lo mismo en la física nuclear. Envías neutrones lentos a un núcleo. El núcleo lo absorbe, lo rompe y envía a otro neutrones y energía (ondas electromagnéticas).

Entonces, al final, no veo que desaparezcan bloques de dominó en este juego. Todo lo que hacemos es tocar arreglos de dominó que han sido construidos por viejas estrellas hace mucho tiempo.

Entonces, ¿por qué esta ecuación está relacionada con la energía nuclear? ¿Qué masa desaparece en las centrales nucleares?

Estimado @Tomáši, por favor, no se ofenda, pero lo divertido es que su discusión sobre el destino de la energía está completamente equivocada, incluso en el caso de las fichas de dominó ordinarias. Las fichas de dominó no se caerían y crearían mucho ruido y diversión "gratis". La energía necesaria para lograr tal cosa tiene que venir de alguna parte - viene de la energía potencial gravitacional de las piezas de dominó que están de pie al principio pero al final. De manera similar, la energía potencial gravitacional se reemplaza por la energía de enlace nuclear, también igual a mi = Δ metro C 2 calculable a partir de la diferencia de masa - aquí.
Y de lo contrario, nadie está hablando de la desaparición de protones, neutrones o fichas de dominó aquí. El punto es que la masa total de los núcleos cambia, la masa promedio del protón o nucleón en estos núcleos, cambia en algo del orden del 0,1% (fisión) al 1% (fusión) cuando tienen lugar las reacciones nucleares. De hecho, incluso en el caso de las fichas de dominó, la masa total de las piezas de dominó después de que caen es un poquito más pequeña que la masa al principio, por Δ metro = mi / C 2 dónde mi es la energía potencial gravitacional que se liberó (por ejemplo, a través del sonido).
Hice todo lo posible para no ofenderme. Pero aun así, no creo que debas considerar divertido que no sepa la respuesta a mi pregunta: estoy haciendo todo lo posible para hacer preguntas de una manera inteligente y útil. Pero no puedo predecir las respuestas a las preguntas sin errores.

Respuestas (1)

La respuesta es que hay cierta reducción en la masa cada vez que se libera energía, ya sea en la fisión nuclear o la quema de carbón o lo que sea.

Sin embargo, la cantidad de masa perdida es muy pequeña, incluso en comparación con las masas de las partículas constituyentes. Se ofrece una buena descripción general en el artículo de Wikipedia sobre el exceso de masa . Básicamente, la masa de un núcleo en general estará un poco alejada de la suma de las masas de los protones y neutrones dentro de él. Esto se debe a que hay una energía de enlace que mantiene unido el núcleo, y su estándar mi = metro C 2 da la masa equivalente para esta energía.

En la fisión del uranio-235,

0 92 235 tu + 0 1 norte → 0 92 236 tu → 0 56 141 B a + 36 92 k r + 3   0 1 norte ,
la masa total en reposo de los productos es ligeramente menor que la de los reactivos. Esto es cierto aunque haya el mismo número de protones (92) y neutrones (144) antes y después. Así que no es como si un núcleo completo desapareciera, o incluso un protón o neutrón completo. La masa perdida proviene de la energía de enlace.

El mensaje para llevar es que no estamos destruyendo partículas para crear energía. Incluso la fusión nuclear conserva el número total de protones y neutrones. En su lugar, debe pensar en la equivalencia masa-energía al revés. El hecho de que exista energía potencial susceptible de ser liberada en la fisión nuclear implica que los reactivos deben ser más pesados ​​que los productos. De la misma manera, una batería típica pesa menos después de descargarse (aunque en una cantidad inconmensurablemente pequeña), aunque los núcleos no cambien y el número de electrones sea el mismo. Es decir, la energía potencial en cualquier forma se suma a la masa del sistema como un todo y no es atribuible a ningún componente.

Esta es una muy buena respuesta, gracias. Me he olvidado por completo del peso de la energía. También gracias por mostrarme cómo escribir ecuaciones químicas con MathJax.
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